[프로그래머스/코딩테스트 고득점 Kit/힙#3] 디스크 컨트롤러 (Java)

프로그래머스 (programmers) 코딩테스트 고득점 Kit 힙 (Heap) #3 디스크 컨트롤러 (Java)

1. 문제 설명

문제: https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42627

하드디스크는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있습니다. 디스크 컨트롤러를 구현하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 요청이 들어온 순서대로 처리하는 것입니다.

예를들어

- 0ms 시점에 3ms가 소요되는 A작업 요청
- 1ms 시점에 9ms가 소요되는 B작업 요청
- 2ms 시점에 6ms가 소요되는 C작업 요청

와 같은 요청이 들어왔습니다. 이를 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.

한 번에 하나의 요청만을 수행할 수 있기 때문에 각각의 작업을 요청받은 순서대로 처리하면 다음과 같이 처리 됩니다.

- A: 3ms 시점에 작업 완료 (요청에서 종료까지 : 3ms)
- B: 1ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 12ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 11ms)
- C: 2ms부터 대기하다가, 12ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 16ms)

이 때 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 10ms(= (3 + 11 + 16) / 3)가 됩니다.

하지만 A → C → B 순서대로 처리하면

- A: 3ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 3ms)
- C: 2ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 9ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 7ms)
- B: 1ms부터 대기하다가, 9ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 17ms)

이렇게 A → C → B의 순서로 처리하면 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 9ms(= (3 + 7 + 17) / 3)가 됩니다.

각 작업에 대해 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간]을 담은 2차원 배열 jobs가 매개변수로 주어질 때, 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균을 가장 줄이는 방법으로 처리하면 평균이 얼마가 되는지 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요. (단, 소수점 이하의 수는 버립니다)

2. 제한사항

• jobs의 길이는 1 이상 500 이하입니다.
• jobs의 각 행은 하나의 작업에 대한 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간] 입니다.
• 각 작업에 대해 작업이 요청되는 시간은 0 이상 1,000 이하입니다.
• 각 작업에 대해 작업의 소요시간은 1 이상 1,000 이하입니다.
• 하드디스크가 작업을 수행하고 있지 않을 때에는 먼저 요청이 들어온 작업부터 처리합니다.

3. 입출력 예

jobs	return
[[0, 3], [1, 9], [2, 6]]	9

4. 입출력 예 설명

• • 문제에 주어진 예와 같습니다.

    • 0ms 시점에 3ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
    • 1ms 시점에 9ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
    • 2ms 시점에 6ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.

5. 나의 풀이 (알고리즘 해설)

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;
 
public class Job implements Comparable<Job> {
    int start;
    int workTime;
    
    public Job(int start, int time) {
        this.start = start;
        this.workTime = time;
    }
    
    //걸리는 소요시간이 짧을수록, 시작 시간이 짧을 수록 우선수위를 높게함
    @Override
    public int compareTo(Job o) {
        if (this.workTime < o.workTime) return -1;
        else if (this.workTime == o.workTime) {
            if (this.start < o.start) return -1;
            else return 1;
        } else return 1;
    }
}
 
class Solution {
    public int solution(int[][] jobs) {
        PriorityQueue<Job> pq = new PriorityQueue<>();
        List<Job> list = new ArrayList<>();
        
        //PriorityQueue를 활용한 Job 정렬
        for (int i = 0; i < jobs.length; i++) {
            pq.add(new Job(jobs[i][0], jobs[i][1]));
        }
        
        //list에 우선순위 순으로 정렬된 Job 순차적으로 삽입
        for (int i = 0; i < jobs.length; i++) {
            list.add(pq.poll());
        }
        
        int time = 0;
        int sum = 0;
        while (list.size()>0) {
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                //시작시간이 현재 시간보다 이전이라면 시작 가능
                if (time>=list.get(i).start) {
                    time+=list.get(i).workTime;
                    sum+=time-list.get(i).start;
                    list.remove(i);
                    break;
                }
                //시작시간이 현재 시간보다 이전인 것이 없다면 시간 1초 증가
                if (i == list.size()-1) time++;
            }
        }
        
        int answer = (sum/jobs.length);
        return answer;
    }
}

앞선 라면공장문제와 상당히 유사한 문제였습니다.

(line 5 ~ 23)

PriorityQueue를 이용할 것이기 때문에 Job이라는 class를 생성하고 compareTo 메소드를 이용해 걸리는 시간이 짧을수록 시작시간이 이를 수록 더 우선순위를 높게 해줍니다.

(line 31 ~ 33)

PriorityQueue를 이용해 Supply를 정렬합니다.

(line 36 ~ 38)

우선순위 순으로 정렬된 Job을 순차적으로 ArrayList에 담습니다.

(line 40 ~ 54)

우선순위대로 순차적으로 순회하면서 시작시간이 현재 시간보다 이르다면 작업을 수행합니다.

작업이 완료되면 현재시간+작업시간, 총 소요시간 sum에 (현재시간 - 시작시간)을 더해주고 list에서 해당 작업을 삭제합니다.

또, 현재 시간에 수행할 수 있는 작업이 존재하지 않는다면 대기합니다.

6. 배운 점 / 느낀 점

- 처음에 할 수 있는 모든 경우의 수를 다 고려해서 가장 짧은 시간을 찾아야하나 생각했으나 생각해보니 예제에도 나와있듯 가장 이르고 짧은 작업을 먼저 끝내고 후의 작업을 진행하는 것이 전체적인 소요시간을 짧게할 수 있을것 같아 우선순위를 위와같이 설정하게 되었습니다. 모든 경우의 수를 고려해야했다면 상당히 복잡한 문제였을 것입니다.

- 시작시간이 현재시간보다 이전인 작업을 생각하지 못해 몇개의 항목에 대해서는 시간초과가 떴었는데 빈 시간이 있을 수 있다는 것도 잘 고려해야겠습니다.